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Ⅳ. 연구개발결과

<1세부과제> 부가가치 증진을 위한 고구마 가공품 개발

(1) 자색고구마 식초 제조기술 개발
A. aceti KCCM 12655(AA), A. pasteurianus KCCM 40011(AP), 혼합 초산균(A. aceti KCCM 12655와 A. pasteurianus KCCM 40011 배양액을 1:1로 혼합, AA+AP)의 배양액과 감식초(PV)를 종초를 20%, 자색고구마 증자 페이스트 10%, 발효 에탄올 5%, 물 65%를 혼합하고 28℃에서 15일간 정치배양하여 자색고구

Ⅳ. 연구개발결과

<1세부과제> 부가가치 증진을 위한 고구마 가공품 개발

(1) 자색고구마 식초 제조기술 개발
A. aceti KCCM 12655(AA), A. pasteurianus KCCM 40011(AP), 혼합 초산균(A. aceti KCCM 12655와 A. pasteurianus KCCM 40011 배양액을 1:1로 혼합, AA+AP)의 배양액과 감식초(PV)를 종초를 20%, 자색고구마 증자 페이스트 10%, 발효 에탄올 5%, 물 65%를 혼합하고 28℃에서 15일간 정치배양하여 자색고구마 식초를 제조한 연구결과는 다음과 같다.
1) 산도(초산)는 AA 종초구에서 가장 높은 4.90%, AP 종초구에서 가장 낮은 4.27%, AA+ AP 종초구에서 4.73%, PV 종초구에서 4.54%가 생성되었다.
2) 자색고구마 식초의 안토시아닌 함량은 19.20~20.59mg/100mL로 종초 종류에 상관 없이 거의 같은 양을 함유하였고, 폴리페놀 함량은 PV 종초구에서 가장 많은 19.78mg/100mL, 초산균 종초구에서는 15.48~16.27mg으로 거의 같은 양을 함유하였다.
3) 산도가 가장 높은 AA 종초구의 L값(명도)은 45.23으로 가장 높았고 a(적색도)와 b 값(황색도)은 각각 67.48과 34.56으로 가장 낮아 색도가 좋았다.
4) 자색고구마 식초의 유리당은 프락토오스와 글루코오스로 각각 0.12∼0.14g, 0.7∼0.14g/ 100g을 함유하였고 종초의 종류에 따른 큰 차이가 없었다.
5) 자색고구마 식초는 쓰레오닌, 페닐라라닌, 발린, 류신, 이소류신 메치오닌 등의 필수 아미노산과 GABA와 오르니틴 등의 기능성 물질을 함유하였고, 총 아미노산 함량은 AA 종초구가 851.36mg/100mL로 가장 많았으며, AP 종초구의 GABA와 오르니틴은 각각 11.73, 47.14mg으로 가장 많은 양을 함유하였다.
6) 16종의 안토시아닌이 동정되었고 1mg/100mL이상 함유된 주요 안토시아닌은 5종으로 그 중 peonidin-3-caffeoyl p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside가 4.90∼5.43mg으로 가장 많았으며, AA 종초구가 가장 많은 5.43mg을 함유하고 있었다.
7) 자색고구마에서 유래한 키나산 계열의 4종의 폴리페놀이 동정되었고, 5-caffeoyl qunnic acid의 함량이 가장 많은 17.79∼21.50mg/100mL로 AA와 AP 종초구에 21.5mg 함유되어 있었다.
8) DPPH 라디컬 소거활성, ABTS 라디컬 소거활성 및 환원력은 PV 종초구가, 금속 이온 제거능력은 AA 종초구가 가장 우수하였다.
9) AA+AP 종초구의 기호도가 5.1로 가장 좋았으며, 2종류 초산균의 혼합배양액 첨가에 의해 자색고구마 식초의 풍미가 개선되는 경향이었다.

(2) 고구마 맥주 제조기술 개발
신율미와 신자미 페이스트, 맥아, 효소제, 홉을 사용하여 고구마-맥아 당화액을 제조하고 하면효모 및 상면효모를 접종, 발효하여 라거 및 에일 타입의 고구마 발포주를 제조한 연구결과는 다음과 같다.
1) 고구마 당화시 BAN 480L 첨가에 의해 당도 및 여액량이 증가하였고, BAN 480L를 0.1% 첨가했을 때 맥주 양조를 위한 최적 당도인 13.5 Brix'를 나타내었다.
2) 라거 및 에일 타입의 신자미 맥주에서 고구마 첨가량이 증가함에 따라 폴리페놀 및 안토시아닌 함량이 증가하였고, DDPH 및 ABTS 라디칼 소거효과도 크게 증가하였다. 신율미 맥주에서는 감소하는 경향을 나타내었다.
3) 라거 및 에일 타입 모두에서 고구마 41.6%를 첨가한 고구마 맥주의 기호도가 가장 양호하였으며, 맥아 100% 맥주의 성분과 비교했을 때 손색이 없었다.

<2세부과제> 고구마 가공제품 및 청과용 고구마의 유통체계 구축

(1) 청과용 고구마 유통현황을 비교해보면, 가락동 공판장을 포함한 공판장 출하비중이 37.0%로 가장 높게 나타나고 있으며 특히 경기 여주지역과 충남 논산지역의 농가들의 공판장 출하비중이 높으면서도 지방 공판장의 출하비중이 5% 내외로 낮게 나타나고 있는데 이는 지역농협을 포함한 고구마 유통주체들의 역할이 미미함을 의미한다고 할 수 있다.
반면 직거래 비중이 74.0%로 매우 높게 나타나고 있으며, 특히 대형상회와의 직거래 비중이 20.0%로 높게 나타나고 있는데 이는 오랜 기간 동안의 거래관계를 통한 유대감은 물론 영농자금의 지원을 통한 일종의 계약재배 형식을 통한 거래관계에 의한 것으로도 볼 수 있겠다. 특히 전북 지역의 고구마 농가의 대형상회 의존비율이 높은데 이는 지역농가의 자금부족에 의한 대형상회 의존도가 높은 것과 고구마 브랜드의 지명도가 낮아서 가락동 시장 등에의 출하가 여의치 못한 때문으로 보인다.

(2) 청과용 고구마 유통경로별 유통비용구성을 살펴보면, 평균적으로 유통비용이 전체의 64.8%를 차지하여 농가수취율은 35.2%에 불과한 것으로 나타나고 있다. 유통비용 중에서는 이윤이 31.1%로 가장 높은 비중을 차지하고 있고 간접비가 22.9%를 차지하고 있으며 유통단계별 유통비용을 살펴보면, 소매단계의 비용이 전체의 52.8%로 매우 높게 나타나고 있으며 출하단계의 비용은 7.5%에 불과한 것으로 나타나고 있다.

(3) 가공용 고구마의 유통실태를 살펴보면, 일부 농가가 가공업체와 청과용 고구마 품종 중 가공에 조금은 적합한 품종을 계약재배 형식으로 재배하고 있고 대부분의 고구마 재배농가는 청과용 고구마를 재배하여 상품가치가 있는 고구마는 청과용으로 시장에 출하하고 상품가치가 적은 고구마(상, 중 하품 이외의 고구마)를 가공용으로 판매하고 있는 실정이다.
상품가치가 작은 가공용 고구마가 20~30% 정도 생산되고 있는데 농가 경영체의 경우는 이 중에서 97%는 일반 시장에 출하하고 나머지 3% 정도만 고구마 가공업체에 직접 판매하고 있으며, 고구마 가공을 겸하고 있는 생산자 단체의 경우는 70% 정도를 직접 자가 가공을 하고 나머지 30% 정도를 고구마 가공업체에 판매하고 있는 것으로 나타나고 있다.
고구마 가공업체의 경우는 가공을 위한 고구마 원물의 확보가 매우 어려운 형편으로 농가와의 계약재배 등을 통하여 원활한 원물을 확보하기를 원하고 있으나, 시장가격의 변화에 따라 고구마 재배농가의 계약이행이 유동적이어서 별다른 효과가 나타나고 있지 않는 형편이다. 또한 대기업 가공업체의 경우는 이러한 사정과 국내산 고구마 원물의 가격를 이유로 동남아시아 지역에서 직접 재배하여 들여오고 있는 실정이다.

(4) 고구마 가공제품은 총 11개 업체 중에서 27.3%인 3개의 업체가 고구마 분말, 고구마페이스트, 고구마 앙금 등 1차 가공제품을 생산하는 중소기업형 업체로 나타나고 있다. 또한 22.7%인 8개의 업체가 2차 가공품을 생산하고 있는데, 이 중에서 제과를 생산하는 업체가 3개 업체로 가장 많고 다음으로 제빵, 고구마막걸리, 고구마 음료 그리고 고구마 냉면을 생산하는 업체로 나타나고 있는데 제과, 막걸리 그리고 냉면을 생산하는 업체는 중소기업형 업체이고 빵이나 음료를 생산하는 업체는 생산자 단체인 농업회사 법인으로 조사되었다.

(5) 가공업체들의 고구마 원료 조달형태를 살펴보면, 생고구마를 구입하여 직접 원료로 가공하여 제품을 생산하는 경우가 72.7%로 높게 나타나고 있는데 특히 생산자 단체는 100%가 자가에서 생산된 생고구마를 원료로 활용하고 있고, 중소기업형은 62.5%가 생고구마를 그리고 37.5%가 1차 가공 된 제품을 원료로 구입하여 활용하고 있는 것으로 나타나고 있다.
생고구마 원료 조달처를 살펴보면, 생산자 단체는 모두가 자가에서 생산된 생고구마를 활용하고 있고 중소기업형은 유통업체를 통하여 구입하는 경우가 60.0%로 나타나고 있는데 보다 안정적인 생고구마 원료를 확보하기 위해서는 농가와 계약재배형식의 원료조달 계획을 확보하는 것이 보다 바람직할 것으로 보이나 앞에서 지적한 것과 같이 청과용 고구마의 시장가격 변화에 따라 계약재배의 약속이행에 차질이 발생하기 때문에 가공전용 고구마 품종의 보급이 필요할 것이다.

(6) 고구마 가공제품의 유통실태를 살펴보면, 1차 가공품은 모두 2차 가공품을 제조하는 가공업체를 통하여 유통되고 있으며, 직영점이나 직거래매장을 통하여 유통되는 경우가 27.3%로 나타나고 있으며 대형유통업체를 통한 유통은 18.1%에 불과한 것으로 나타나고 있는데, 이는 생산량이 많지 않아서 대량유통이 어렵기 때문으로 보인다. 제과의 경우는 대형유통업체, 직영점 그리고 직거래매장 등을 통하여 유통되고 있으며, 식재료의 경우 직영점만을 통하여 유통되고 있는 것으로 조사되었다.

(7) 우리나라의 경우 고구마 가공제품 유통의 제일 큰 문제점은 원료 고구마의 가격이 비쌈에 따른 원가부담이 32.0%로 나타나고 있으며 다음
으로 자금부족이데 이도 역시 고구마 원료가격이 높음에 따라 나타나는 현상으로 볼 수 있는데 특히 중소기업형의 경우 이러한 무제점이 더욱 크게 나타나고 있다. 또한 시설부족도 큰 문제점으로 나타나고 있는데, 특히 생산자 단체의 경우 그 문제점이 더욱 크게 나타나고 있다. 가공기술의 문제는 생산자 단체의 경우 가공제품이 특별한 기술을 필요로 하는 제품이 아니기 때문에 기술상의 문제는 크게 나타나고 있지 않으며, 판로 개척의 어려움이 중소기업형의 경우는 문제점으로 나타나고 있으나 생산자 단체의 경우는 생산량이 소량이고 제품 역시 단순가공품으로 대부분이 직거래 형태를 취하고 있기 때문에 큰 문제는 없는 것으로 나타나고 있다.

(8) 고구마 및 고구마 가공제품의 유통체계가 구축되기 위해서는
1) 청과용 고구마의 유통은 지역농협에서 30% 정도만을 담당하고 있기 때문에 많은 농가들이 대형상회에 의존하는 비율이 높아서 보다 안정적인 농가소득 증대를 위해서는 대형상회의 의존율을 줄이고 지역농협의 유통담당 비율을 높일 필요가 있다. 또한 농가들이 영농비 부담 때문에 포전판매를 하는 경우가 나타나고 있는데 이 또한 지역농협을 통한 영농비 문제 해결이 요구된다고 하겠다.
2) 가공용 고구마 유통은 우리나라는 아직 고구마 가공산업이 발전하지 못해서 가용 전용 고구마 품종이 보급되지 못하여 청과용 고구마 중 상품성이 없는 고구마를 가공용으로 이용하고 있으나 가공산업의 발전과 고구마 농가의 안정적인 소득증대를 위해서는 가공 전용 고구마 품종의 개발과 보급이 필요하다 하겠다.
3) 고구마 가공제품의 유통은 일부 대기업을 제외하고는 가공업체가 영세하고 생산량 또한 많지 않아서 직영점 등을 통한 유통이 주를 이루고 있다. 그러나 대기업의 경우 고구마 원료를 해외에서 직접 재배하여 들여오거나 수입산을 사용하기 때문에 고구마 가공산업의 발전에 제약이 되고 있는데, 이를 벗어나기 위해서는 생고구마 원물의 가격을 낮추어서 1차 가공제품의 원가 부담을 줄이는 방안이 필요하고 이를 위해서는 가공적성이 높고 10a 당 생산량이 많은 가공 전용 고구마 품종의 개발과 보급이 필요하다 하겠다.

<3세부과제> 용도별 고구마의 안정생산 기술 개발

(1) 청과용 고구마의 재식거리와 수확시기 간 보상효과
1) 청과용 고구마의 정식 150일 수확 시 밀식재배 A구(2조재배 75×30cm, 8,800주/10a), B구(2조재배 75×25cm, 10,600주/10a)의 상저수량은 표준재배구(75×25cm, 5,300주/10a)보다 29%(4.0톤/10a)와 26%(3.9톤/10a)의 유의한 증가를 보였다.
2) 밀식재배 A, B구의 주당 괴근수는 표준재배구보다는 유의하게 감소하였으나, 평균 4.6개와 4.1개로, 상저수량이 크게 증가하였다.
3) 품종간에는 150일 수확시 ‘안노베니’와 ‘신자미’의 수량이 120일 수확시보다 크게 증가하였다.
4) 따라서 적정 주당 괴근수를 확보할 경우, 재식개체수의 보상효과로 인하여 밀식 재배와 150일 수확에 따른 수량증대 효과가 크게 나타났다.

(2) 가공용 고구마 안정생산을 위한 수확시기별 수량 및 품질 특성 구명
1) 가공용 고구마의 주당괴근중, 평균괴근중은 재식밀도가 증가함에 따라 유의한 증가를 보였다.
2) 수확시기에 따른 150일 상저수량은 75×30cm과 75×40cm 간에 차이를 보이지 않았으며, 표준재배구(3.4톤/10a)보다 약 9%(3.7톤/10a) 증수되었다.
3) 품종간에는 ‘전미’, ‘다호미’가 75×30cm와 75×40cm에서 모두 3.7-3.8톤/10a으로 유의한 차이가 없었으며, 가공용 고구마 생산을 위한 적정 재식거리는 75×30cm가 적절하였다.

(3) 전북지역 적응 가공용 고구마 적합품종 선정 및 페이스트 가공적성
1) 가공용 고구마 14 품종을 공시하여, 150일 수확에서 3톤/10a 이상의 수량을 보인다호미, 전미, 대유미 등 3품종을 선발하였다.
2) 전북지역 적응 가공용 고구마 생산을 위한 재식거리는 75×30cm에서 높은 수량성 (3.7-3.8톤/10a)을 보였으며, 페이스트 특성이 양호한 ‘전미’와 ‘다호미’를 최종 선발하였다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• S U M M A R Y ... 11
• 목차 ... 15
• 제 1 장 서 론 ... 16
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
• 1절 부가가치 증진을 위한 고구마 가공품 개발 ... 20
• 1. 자색고구마 식초 제조기술 개발 ... 20
• 2. 고구마 맥주의 개발 ... 31
• 2절 고구마 가공제품 및 청과용 고구마의 유통체계 구축 ... 39
• 1. 조사농가 개요 ... 39
• 2. 청과용 고구마 유통 실태 조사 ... 39
• 3. 가공용 고구마 유통실태 조사 ... 42
• 4. 고구마 가공제품 유통 실태 조사 ... 44
• 5. 청과용 고구마 및 고구마 가공품의 유통체계 개선 방안 ... 48
• 3절 용도별 고구마 안정생산 기술 개발 ... 49
• 1. 연구내용 및 방법 ... 49
• 2. 연구수행 결과 ... 52
• 3. 적 요 ... 73
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 75
• 1절 : 목표대비 대외달성도 ... 75
• 2절 : 정량적 성과 ... 76
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 78
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 79
• 제 7 장 참고문헌 ... 80
• 끝페이지 ... 85